Uszkodzenia narzędzi, zużycie, wyszczerbienia - przyczyny i rozwiązania

Tool Złamane

Działanie złamania narzędzia

1) Krawędź skrawająca lekko się wyszczerbiła

Gdy struktura materiału obrabianego, twardość i margines są nierówne, kąt natarcia jest zbyt duży, a wytrzymałość krawędzi tnącej jest niska, system procesowy nie jest wystarczająco sztywny, aby powodować wibracje, lub gdy cięcie jest przerwane, a jakość szlifowania jest słaba, krawędź tnąca jest podatna na odpryskiwanie. Oznacza to, że w obszarze ostrza pojawiają się drobne lawiny, rysy lub łuszczenie. Po tym fakcie narzędzie traci część swojej zdolności cięcia, ale może kontynuować pracę. Podczas dalszego cięcia uszkodzona część ostrza może się szybko powiększyć, powodując większe uszkodzenia.

2) Wyszczerbienie krawędzi tnącej lub końcówki

Ten rodzaj uszkodzenia często występuje w warunkach skrawania, które są bardziej surowe niż te, które powodują wykruszenie krawędzi tnącej, lub jest dalszym rozwojem wykruszenia. Rozmiar i zakres upadku są większe niż w przypadku mikro upadku, tak że narzędzie całkowicie traci zdolność cięcia i musi przestać pracować. Złamany czubek noża jest często określany jako tip drop.

3) Uszkodzone ostrze lub narzędzie

Gdy warunki cięcia są wyjątkowo złe, ilość cięcia jest zbyt duża, występuje obciążenie udarowe, występują mikropęknięcia w materiale ostrza lub narzędzia, z powodu naprężeń szczątkowych w ostrzu spowodowanych spawaniem, ostrzeniem i czynnikami takimi jak nieostrożna obsługa, ostrze lub narzędzie może być spowodowane To łamie. Po wystąpieniu tego typu uszkodzenia, narzędzie nie może być dłużej używane, co prowadzi do złomu.

4) Powierzchnia ostrza łuszczy się

W przypadku materiałów kruchych, takich jak węglik spiekany, ceramika, PCBN itp. z wysoką zawartością TiC, na powierzchni występują naprężenia szczątkowe spowodowane wadami lub potencjalnymi pęknięciami w strukturze powierzchni lub z powodu spawania lub ostrzenia. Łatwo jest złuszczać się, gdy powierzchnia narzędzia nie jest wystarczająco stabilna lub gdy powierzchnia narzędzia jest poddawana zmiennym naprężeniom kontaktowym. Odprysk może wystąpić na powierzchni natarcia, nóż może wystąpić na powierzchni bocznej, materiał złuszczający jest w postaci płatków, a obszar złuszczania jest duży. Narzędzie powłoki jest bardziej prawdopodobne, aby złuszczać. Po tym, jak ostrze jest lekko obrane, może nadal pracować, a zdolność cięcia zostanie utracona po silnym złuszczeniu.

5) Plastyczne odkształcenie części tnącej

Ze względu na niską wytrzymałość i niską twardość stali i stali szybkotnącej, w części tnącej może wystąpić odkształcenie plastyczne. Gdy węglik spiekany działa w wysokiej temperaturze i trójkierunkowym naprężeniu ściskającym, będzie również wytwarzał powierzchniowy przepływ plastyczny, a nawet spowoduje, że krawędź tnąca lub końcówka narzędzia ulegnie odkształceniu plastycznemu i spowoduje upadek. Upadek zwykle występuje, gdy kwota cięcia jest duża i twarde materiały są przetwarzane. Moduł sprężystości węglika spiekanego na bazie TiC jest mniejszy niż węglika spiekanego na bazie WC, więc odporność tego pierwszego na odkształcenia plastyczne jest przyspieszona lub szybko się psuje. PCD i PCBN w zasadzie nie ulegają odkształceniu plastycznemu.

6) Pękanie ostrza na gorąco

Gdy narzędzie jest poddawane zmiennemu obciążeniu mechanicznemu i obciążeniu termicznemu, powierzchnia części tnącej nieuchronnie wytworzy zmienne naprężenia termiczne z powodu powtarzającego się rozszerzania i kurczenia termicznego, co spowoduje zmęczenie i pękanie ostrza. Na przykład, gdy frez z węglika spiekanego wykonuje frezowanie z dużą prędkością, zęby frezu są stale narażone na okresowe uderzenia i zmienne naprężenia termiczne, a pęknięcia w kształcie grzebienia są generowane na powierzchni natarcia. Chociaż niektóre narzędzia nie mają oczywistych zmiennych obciążeń i zmiennych naprężeń, naprężenia termiczne będą również generowane z powodu niespójności powierzchni i temperatury wewnętrznej. Ponadto, nieuchronnie występują wady w materiale narzędzia, więc ostrze może również pęknąć. Po utworzeniu pęknięcia, narzędzie może czasami kontynuować pracę przez pewien czas, a czasami szybki wzrost pęknięcia powoduje, że ostrze pęka lub twarz ostrza poważnie złuszczać.

Jak zapobiegać pękaniu narzędzi

1) Zgodnie z charakterystyką przetwarzanych materiałów i części, rozsądnie wybieraj różne rodzaje i gatunki materiałów narzędziowych. Zakładając pewien stopień twardości i odporności na zużycie, należy zagwarantować, że materiał narzędziowy będzie miał niezbędną wytrzymałość.

2) Rozsądnie wybierz parametry geometryczne narzędzia. Poprzez regulację przednich i tylnych kątów, głównych i pomocniczych kątów odchylenia, kątów nachylenia ostrza itp. w celu zapewnienia, że krawędź tnąca i końcówka mają dobrą wytrzymałość. Szlifowanie ujemnej fazy na krawędzi tnącej jest skutecznym środkiem zapobiegającym zapadaniu się narzędzia.

3) Zapewnij jakość spawania i ostrzenia, a także unikaj różnych wad spowodowanych niewłaściwym spawaniem i ostrzeniem. Narzędzie tnące używane w procesie kluczowym powinno być szlifowane, aby poprawić jakość powierzchni i sprawdzić, czy nie ma pęknięć.

4) Wybierz kwotę cięcia rozsądnie, aby uniknąć nadmiernej siły cięcia i wysokiej temperatury cięcia, aby zapobiec uszkodzeniu narzędzia.

5) W miarę możliwości, upewnij się, że system procesowy ma lepszą sztywność i zmniejszyć wibracje.

6) Weź prawidłową metodę działania, spróbuj sprawić, by narzędzie nie ponosiło lub ponosiło nagłe obciążenie tak mało, jak to możliwe.

Zużycie narzędzia

Przyczyny zużycia można podzielić na:

1) Zużycie ścierne.

W obrabianym materiale często znajdują się drobne cząstki o bardzo wysokiej twardości, które mogą rysować rowki na powierzchni narzędzia, co jest zużyciem ściernym. Zużycie ścierne występuje ze wszystkich stron, a najbardziej oczywista jest powierzchnia natarcia. Ponadto, zużycie konopi może wystąpić przy różnych prędkościach cięcia, ale w przypadku cięcia z niską prędkością, ze względu na niższą temperaturę cięcia, zużycie spowodowane innymi przyczynami nie jest oczywiste, więc zużycie ścierne jest główną przyczyną. Ponadto, im niższa twardość narzędzia, tym poważniejsze zużycie ścierne.

2) Zużycie podczas spawania na zimno

Podczas cięcia istnieje duże ciśnienie i silne tarcie między przedmiotem obrabianym, cięciem i przednią i tylną powierzchnią, więc wystąpi zimne spawanie. Ze względu na względny ruch między parami tarcia, zimne spawanie wytworzy pęknięcia i zostanie zabrane przez jedną stronę, co spowoduje zużycie zimnego spawania. Zużycie przy spawaniu na zimno jest na ogół poważniejsze przy umiarkowanych prędkościach cięcia. Według eksperymentów, metale kruche są silniejsze niż metale plastyczne w odporności na spawanie na zimno; metale wielofazowe są mniejsze niż metale jednokierunkowe; związki metali mają mniejszą tendencję do spawania na zimno niż proste substancje; a pierwiastki grupy B w układzie okresowym pierwiastków chemicznych mają mniejszą tendencję do spawania na zimno z żelazem. Spawanie na zimno stali szybkotnącej i węglika spiekanego jest poważniejsze podczas cięcia z niską prędkością.

3) Zużycie dyfuzyjne

W procesie cięcia w wysokiej temperaturze i kontaktu między przedmiotem obrabianym a narzędziem, pierwiastki chemiczne dwóch stron dyfundują ze sobą w stanie stałym, zmieniając skład i strukturę narzędzia, czyniąc powierzchnię narzędzia kruchą i zwiększając zużycie narzędzia. Zjawisko dyfuzji zawsze utrzymuje ciągłą dyfuzję obiektów o wysokim gradiencie głębokości do obiektów o niskim gradiencie głębokości.

4) Zużycie oksydacyjne

Gdy temperatura wzrasta, powierzchnia narzędzia jest utleniana w celu wytworzenia bardziej miękkich tlenków, a zużycie powstałe w wyniku tarcia wiórów nazywane jest zużyciem oksydacyjnym. Na przykład, przy 700℃~800℃, tlen w powietrzu utlenia się z kobaltem, węglikiem i węglikiem tytanu w węgliku spiekanym, tworząc bardziej miękki tlenek; przy 1000℃, PCBN będzie reagować chemicznie z parą wodną.

Według formy zużycia, to może być podzielony na:

1) Uszkodzenie powierzchni czołowej wału

Podczas cięcia materiałów z tworzyw sztucznych przy wyższych prędkościach, części na twarzy grabie blisko siły tnącej będzie nosić wklęsły kształt półksiężyca pod działaniem wiórów, więc jest również nazywany zużycie krateru. We wczesnej fazie zużycia kąt natarcia narzędzia wzrasta, co poprawia warunki skrawania i ułatwia zawijanie się i łamanie wiórów. Jednakże, gdy zagłębienie w kształcie półksiężyca zwiększa się dalej, wytrzymałość krawędzi skrawającej jest znacznie osłabiona, co może w końcu doprowadzić do załamania i uszkodzenia krawędzi skrawającej. Przypadek. Przy cięciu materiałów kruchych lub tworzyw sztucznych z mniejszą prędkością skrawania i mniejszą grubością, zużycie kraterowe z reguły nie występuje.

2) Zużycie końcówki narzędzia

Zużycie wierzchołka narzędzia to zużycie powierzchni bocznej łuku wierzchołka i przyległej wtórnej powierzchni bocznej, i jest kontynuacją zużycia powierzchni bocznej narzędzia. Ze względu na słabe warunki odprowadzania ciepła i koncentrację naprężeń, prędkość zużycia jest szybsza niż na powierzchni bocznej. Niekiedy na wtórnej powierzchni bocznej powstają serie małych rowków o odległości równej posuwowi, co nazywamy zużyciem rowkowym. Są one powodowane głównie przez warstwę utwardzoną i linie skrawania na obrabianej powierzchni. Podczas skrawania materiałów trudno skrawalnych z dużą skłonnością do utwardzania się, najbardziej prawdopodobne jest wystąpienie zużycia rowkowego. Zużycie końcówki narzędzia ma największy wpływ na chropowatość powierzchni i dokładność obróbki przedmiotu obrabianego.

3) Zużycie powierzchni bocznej

W przypadku cięcia tworzyw sztucznych o dużej grubości, powierzchnia czołowa narzędzia może nie stykać się z obrabianym przedmiotem z powodu występowania narostu na krawędzi. Ponadto, zwykle powierzchnia czołowa styka się z przedmiotem obrabianym, a na powierzchni czołowej powstaje strefa zużycia o kącie luzu 0. Ogólnie rzecz biorąc, w środku długości roboczej krawędzi skrawającej, zużycie krawędzi jest stosunkowo równomierne, więc stopień zużycia krawędzi może być mierzony szerokością VB strefy zużycia krawędzi skrawającej. Ponieważ różne rodzaje narzędzi prawie wszystkie mają zużycie boczne w różnych warunkach cięcia, szczególnie podczas cięcia materiałów kruchych lub cięcia materiałów z tworzyw sztucznych o mniejszej grubości cięcia, zużycie narzędzia jest głównie zużyciem bocznym, a strefa zużycia Pomiar szerokości VB jest stosunkowo prosty, więc VB jest zwykle używany do wskazywania stopnia zużycia narzędzia. Im większa VB, nie tylko zwiększy siłę cięcia i spowoduje wibracje cięcia, ale także wpłynie na zużycie łuku końcówki narzędzia, wpływając w ten sposób na dokładność obróbki i jakość obrabianej powierzchni.

Wyszczerbianie się narzędzia

Przyczyny i Rozwiązania Wyszczerbianie się narzędzia

1) Gatunki i specyfikacje ostrza są niewłaściwie dobrane, takie jak grubość ostrza jest zbyt cienka lub gatunki, które są zbyt twarde i kruche są wybrane do obróbki zgrubnej.

Rozwiązania: Zwiększ grubość ostrza lub zainstaluj ostrze pionowo, a także wybierz gatunek o wyższej wytrzymałości na zginanie i twardości.

2) Niewłaściwy dobór parametrów geometrii narzędzia (np. zbyt duże kąty przednie i tylne, itp.).

Rozwiązania: Narzędzie można przeprojektować pod kątem następujących aspektów.

① Odpowiednio zmniejszyć kąt przedni i tylny.

② Zastosuj większy ujemny kąt nachylenia ostrza.

③ Zmniejsz kąt wejścia.

④ Zastosuj większą ujemną fazę lub łuk krawędzi tnącej.

⑤ Wyostrz przejściową krawędź tnącą, aby wzmocnić końcówkę narzędzia.

3) Proces spawania ostrza jest nieprawidłowy, powodując nadmierne naprężenia spawalnicze lub pęknięcia spawalnicze.

Rozwiązania:

① Unikaj stosowania konstrukcji szczeliny ostrza z zamkniętymi trzema bokami.

②Właściwie dobrać lut.

③ Unikać stosowania płomienia oksyacetylenowego do spawania termicznego, a po spawaniu utrzymywać ciepło w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych.

④ W miarę możliwości używaj mechanicznej konstrukcji mocującej.

4) Niewłaściwa metoda ostrzenia spowoduje stres szlifowania i pęknięcia szlifowania; po wyostrzeniu frezu PCBN, wibracje zębów są zbyt duże, co spowoduje przeciążenie poszczególnych zębów i spowoduje uderzenie noża.

Rozwiązania:

①Użyj szlifowania przerywanego lub szlifowania ściernicą diamentową.

②Wybierz bardziej miękką tarczę szlifierską i często ją obciągaj, aby zachować ostrość.

Zwracaj uwagę na jakość ostrzenia i ściśle kontroluj wibracje zębów tnących.

5) Wybór ilości cięcia jest nieracjonalny. Jeśli kwota jest zbyt duża, maszyna stanie się duszna; podczas cięcia przerywanego, prędkość cięcia jest zbyt wysoka, prędkość posuwu jest zbyt duża, a margines pustki jest nierówny, głębokość cięcia jest zbyt mała; cięcie stali o wysokiej zawartości manganu Dla materiałów o wysokiej tendencji do hartowania pracy, prędkość posuwu jest zbyt mała itp.

Środek zaradczy: Ponownie wybrać wielkość cięcia.

6) Przyczyny strukturalne, takie jak nierówna powierzchnia dna szczeliny narzędzia do mocowania mechanicznego lub nadmiernie wysunięte ostrze.

Rozwiązania:

① Przytnij dolną powierzchnię rowka noża.

② Rozsądnie rozmieść położenie dyszy cieczy chłodząco-smarującej.

③ W utwardzonym trzpieniu dodano uszczelkę z twardego stopu pod ostrzem.

7) Nadmierne zużycie narzędzia.

Rozwiązania: Wymienić narzędzie lub ostrze tnące w odpowiednim czasie.

8) Przepływ płynu tnącego jest niewystarczający lub metoda napełniania jest nieprawidłowa, co powoduje, że ostrze jest gorące i pęka.

Rozwiązania:

① Zwiększyć przepływ płynu skrawającego.

② Rozsądnie rozmieść dyszę płynu tnącego.

③ Zastosuj skuteczne metody chłodzenia, takie jak chłodzenie natryskowe, aby poprawić efekt chłodzenia.

④ Zastosuj * cięcie, aby zmniejszyć uderzenia w ostrze.

9) Narzędzie jest zainstalowane nieprawidłowo, na przykład: narzędzie tnące jest zainstalowane zbyt wysoko lub zbyt nisko; frez czołowy wykorzystuje asymetryczne frezowanie w dół itp.

Środek zaradczy: Ponownie zainstalować narzędzie.

10) Sztywność układu technologicznego jest zbyt niska, co powoduje nadmierne drgania podczas skrawania.

Rozwiązania:

① Zwiększyć pomocnicze podparcie przedmiotu obrabianego, aby poprawić sztywność mocowania przedmiotu obrabianego.

② Zmniejsz długość wysięgu narzędzia.

③ Odpowiednio zmniejszyć kąt luzu narzędzia.

④ Zastosuj inne środki antywibracyjne.

11) Nieostrożna praca, np: Gdy narzędzie wcina się od środka obrabianego przedmiotu, działanie jest zbyt gwałtowne; narzędzie nie zostało wycofane i natychmiast się zatrzymuje.

Środek zaradczy: Zwrócić uwagę na metodę pracy.